【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 后相 超前相 滯后相 110kV 母線電壓不平衡度 % 10kV 母線電壓不平衡度 %全年電能損失/ kWh/a410?9第 4 節(jié) 牽引變電所主接線設(shè)計(jì)牽引變電所的電氣主接線，是指由主變壓器、高壓電器和設(shè)備等各種電器元件和連接導(dǎo)線所組成的接受和分配電能的電路。 ，電氣主接線要滿(mǎn)足下列基本要求：a) 首先應(yīng)保證電力牽引負(fù)荷，運(yùn)輸用動(dòng)力、信號(hào)負(fù)荷安全、可靠供電的需求和電能質(zhì)量。主接線應(yīng)在變壓器接線方式、諧波無(wú)功補(bǔ)償和調(diào)壓方面采取有效的改善電壓質(zhì)量措施。b) 具有必要的運(yùn)行靈活性，使檢修維護(hù)安全方便?，F(xiàn)代技術(shù)的自動(dòng)裝備和監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)提高主接線的運(yùn)行靈活性和可靠性都是很有利的。c) 應(yīng)有較好的經(jīng)濟(jì)性，力求減少投資和運(yùn)行費(fèi)用。在可能和充分論證的條件下，可采取按遠(yuǎn)期規(guī)劃設(shè)計(jì)主接線規(guī)模、分期實(shí)施投資、增加設(shè)備，達(dá)到最好的經(jīng)濟(jì)效益。d) 應(yīng)力求接線簡(jiǎn)潔明了，并有發(fā)展和擴(kuò)建余地。電氣主接線從電源系統(tǒng)接受電能，并通過(guò)出線或饋電線路分配電能，當(dāng)進(jìn)、出（饋）線數(shù)量較多的時(shí)候，常設(shè)置匯流母線為中間環(huán)節(jié)，用以聯(lián)系電源進(jìn)線和出線，并使運(yùn)行轉(zhuǎn)換方便，但也可采用無(wú)母線接線形式。采用不同形式的匯流母線即構(gòu)成不同的接線方式。本次設(shè)計(jì)的饋線數(shù)目很少，只有兩條。而且牽引變電所只有兩條電源回路和兩臺(tái)主變壓器，所以高壓側(cè)采用外橋型接線方式作為牽引變電所 A 的主接線。橋型接線能滿(mǎn)足牽引變電所的可靠性，具有一定得運(yùn)行靈活性，使用電氣少，建造費(fèi)用低，在結(jié)構(gòu)上便于發(fā)展為單母線或具有旁路母線的單母線結(jié)線。具有很高的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，并能達(dá)到可靠性要求。本設(shè)計(jì)采用 100%完全備用，當(dāng)一套設(shè)備發(fā)生故障，經(jīng)過(guò)正確的倒閘操作順序，另一設(shè)備啟用，以提高供電可靠性。接線圖參見(jiàn)附錄。10第 5 節(jié) 短路電流計(jì)算為了進(jìn)行所選電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定校驗(yàn)，必須進(jìn)行相應(yīng)的短路計(jì)算。短路計(jì)算時(shí)電網(wǎng)電源容量按無(wú)限大容量考慮；計(jì)算短路電流要考慮周期分量衰減時(shí)，在三相短路的暫態(tài)過(guò)程中，不同時(shí)刻短路電流周期分量的有效值的計(jì)算，所以用運(yùn)算曲線法計(jì)算；計(jì)算中取用系統(tǒng)最大運(yùn)行方式的綜合電抗。 短路計(jì)算示意圖及有關(guān)數(shù)據(jù)電力系統(tǒng)短路中最常見(jiàn)的短路類(lèi)型是單相接地短路，短路后最不嚴(yán)重的短路類(lèi)型是兩相不接地短路，短路電流最大的三相接地短路。由于采用的是完全備用方式，主變壓器單臺(tái)運(yùn)行，牽引變壓器高壓側(cè)三相接地短路短路電流與 點(diǎn)的三相接地短路電流相等，最終在計(jì)算可能通過(guò)各種電氣設(shè)備和母線最大電1d流時(shí)，計(jì)算短路點(diǎn) 的三相接地短路電流即可。123,d關(guān)于短路計(jì)算考慮簡(jiǎn)化計(jì)算，電網(wǎng)電源容量按無(wú)限大考慮。計(jì)算中，取系統(tǒng)最大運(yùn)行方式的綜合電抗。沖擊系數(shù)按表 51 選取 表 51電壓等級(jí) 110kV 10kVKch 各級(jí)繼電保護(hù)時(shí)間配合按表 72 選取 表 52計(jì)算點(diǎn) 1 2 4 5td （s） 1．50 1．00 0．50 0．20Tjs （s） 1．56 1．06 0．56 0．26E1E2XXXXG1G2L2L3d1 d d2 311 短路電流計(jì)算牽引變壓器高壓側(cè)（ ）發(fā)生三相接地短路時(shí)， ：○ 1 10kV1d短路電路圖如下所示：取 50,BBavSMVAU??電網(wǎng)電源為無(wú)限大功率電源，內(nèi)阻抗為零 ，120GX?*12E?線路電抗標(biāo)幺值為： ,2*??短路點(diǎn)的起始次暫態(tài)電流標(biāo)幺值為： *?短路點(diǎn)處的基準(zhǔn)電流為： 31BSUI??短路點(diǎn)的起始次暫態(tài)電流有名值為： kA??短路點(diǎn)的沖擊電流為： 牽引變壓器低壓側(cè)（ ）發(fā)生三相接地短路時(shí)， ：○ 2 短路電路圖如下：由于 ,所以 可以忽略，短路后在計(jì)算時(shí) 也可以忽略不計(jì)，所以：TRX?T ,mRX變壓器電抗標(biāo)幺值： %*???線路電抗標(biāo)幺值同上，沒(méi)變E1E2XXXXG1G2L2L3d1II I12 kE1E2 XXXXG1G2 L2L3 d1II I12 kXT12電壓標(biāo)幺值為： *132LEX??線路 和線路 的并聯(lián)標(biāo)幺值為：2L323/?短路點(diǎn)的起始次暫態(tài)電流標(biāo)幺值為： *?短路點(diǎn)處的基準(zhǔn)電流為： ??短路點(diǎn)的起始次暫態(tài)電流有名值為： kA??短路點(diǎn)的沖擊電流為： 側(cè)發(fā)生三相接地短路時(shí)的短路電流， ：○ 310kV3d短路電路圖如下：變壓器標(biāo)幺值為： 39。**?????短路點(diǎn)的起始次暫態(tài)電流標(biāo)幺值為： .?短路點(diǎn)處的基準(zhǔn)電流為： ?短路點(diǎn)的起始次暫態(tài)電流有名值為： kA??短路點(diǎn)的沖擊電流為： ?計(jì)算結(jié)果：電壓等級(jí) 110kV 10kV (kA) (kA) E1E2 XXXXG1G2 L2L3 d1II I12 kXT’13第 6 節(jié) 開(kāi)關(guān)設(shè)備選型及熱穩(wěn)定性校驗(yàn) 開(kāi)關(guān)設(shè)備包括斷路器、熔斷器、隔離開(kāi)關(guān)和負(fù)荷開(kāi)關(guān)等電器。選擇標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)下表所示，根據(jù)表中條件，選擇合理的開(kāi)關(guān)設(shè)備并校驗(yàn)。 開(kāi)關(guān)電器的選擇與校驗(yàn) 表 6－1選擇項(xiàng)目 校驗(yàn)項(xiàng)目額定電壓額定電流開(kāi)斷電流動(dòng)穩(wěn)定 熱穩(wěn)定斷路器 Ue≧U g Ie≧I gmax Iek≧I Z idw≧i ch It2t≧IZ2tjx隔離開(kāi)關(guān)Ue≧U g Ie≧I gmax ―― idw≧i ch It2t≧IZ2tjx負(fù)荷開(kāi)關(guān)Ue≧U g Ie≧I gmax Iek≧I Z idw≧i ch It2t≧IZ2tjx熔斷器 Ue≧U g Ie≧I gmax Iek≧I ch ―― ――表 6－1 中 Ue、I e、I ek－分別為開(kāi)關(guān)電器的額定電壓、額定電流和額定開(kāi)斷電流； Ug、I gmax、I Z－分別為開(kāi)關(guān)電器工作點(diǎn)的線路額定電壓、最大負(fù)荷電流和三相短路電流穩(wěn)態(tài)值；idw、I t、 t－分別為開(kāi)關(guān)電器的動(dòng)穩(wěn)定電流峰值、熱穩(wěn)定電流及其試驗(yàn)時(shí)間；tjx－假想時(shí)間，t jx＝t j＋t dl＋（s）tj－繼電保護(hù)整定時(shí)間（s） ；tdl－斷路器動(dòng)作時(shí)間（s） ；－考慮短路電流非周期分量熱影響的等效時(shí)間。 高壓斷路器對(duì)于開(kāi)斷電路中負(fù)荷電流和短路電流的高壓斷路器，首先應(yīng)按使用環(huán)境、負(fù)荷種類(lèi)及使用技術(shù)條件選擇斷路器的類(lèi)型和型號(hào)，及戶(hù)外或戶(hù)內(nèi)，以及滅弧介質(zhì)的種類(lèi)。對(duì)三相系統(tǒng)中，廣泛采用少油式或者 斷路器，交流牽引負(fù)荷側(cè)由于故障跳102kV: 6SF閘頻繁，從減少運(yùn)行維修工作量考慮，較普遍采用真空斷路器或者 斷路器。6SF牽引主變壓器高壓側(cè)（110kV）我們選擇的是戶(hù)外少油斷路器。型號(hào)選擇如下：○ 1工作點(diǎn)的線路額定電壓為： ,三相短路電流穩(wěn)態(tài)值為：10gUkV??14最大負(fù)荷電流為： A??根據(jù)上面數(shù)據(jù)和表 6—1 的條件，以及附錄可選擇的斷路器型號(hào)為： 610/2SW?校驗(yàn)斷路器的動(dòng)穩(wěn)定性：短路器的動(dòng)穩(wěn)定電流峰值 ，所以 滿(mǎn)足要求4dwikA???校驗(yàn)斷路器的熱穩(wěn)定性：斷路器的熱穩(wěn)定電流 ， =ts假想時(shí)間 ?????,所以 ，, zjII2tzjxI?牽引主變壓器低壓側(cè)（）我們選擇的是戶(hù)外少油斷路器。型號(hào)選擇如下：○ 2工作點(diǎn)的線路額定電壓為： ,三相短路電流穩(wěn)態(tài)值為：??最大負(fù)荷電流為： 310max.. A?根據(jù)上面數(shù)據(jù)和表 6—1 的條件，以及附錄可選擇的斷路器型號(hào)為： 610/2SW?校驗(yàn)斷路器的動(dòng)穩(wěn)定性：短路器的動(dòng)穩(wěn)定電流峰值 ，所以 滿(mǎn)足要求4dwikA???校驗(yàn)斷路器的熱穩(wěn)定性：斷路器的熱穩(wěn)定電流 ， =ts假想時(shí)間 ?????,所以 ，, zjII2tzjxI?電力變壓器高壓側(cè)我們選擇的是戶(hù)內(nèi)真空斷路器。型號(hào)選擇如下：○ 3工作點(diǎn)的線路額定電壓為： ,三相短路電流穩(wěn)態(tài)值為：??最大負(fù)荷電流為： ?根據(jù)上面數(shù)據(jù)和表 6—1 的條件，以及附錄可選擇的斷路器型號(hào)為： ?校驗(yàn)斷路器的動(dòng)穩(wěn)定性：短路器的動(dòng)穩(wěn)定電流峰值 ，所以 滿(mǎn)足要求25dwik???校驗(yàn)斷路器的熱穩(wěn)定性：15斷路器的熱穩(wěn)定電流 ，斷路器的試驗(yàn)時(shí)間10tIkA?=4ts假想時(shí)間 .???,所以 ，滿(mǎn)足要求2240,3tzjII?2tzjxI?電力變壓器低壓側(cè)我們選擇的是戶(hù)內(nèi)真空斷路器。型號(hào)選擇如下：○ 4工作點(diǎn)的線路額定電壓為： ,三相短路電流穩(wěn)態(tài)值為：10gUkV??最大負(fù)荷電流為： ?根據(jù)上面數(shù)據(jù)和表 6—1 的條件，以及附錄可選擇的斷路器型號(hào)為： ?校驗(yàn)斷路器的動(dòng)穩(wěn)定性：短路器的動(dòng)穩(wěn)定電流峰值 ，所以 滿(mǎn)足要求25dwik???校驗(yàn)斷路器的熱穩(wěn)定性：斷路器的熱穩(wěn)定電流 ，斷路器的試驗(yàn)時(shí)間10tIA=4ts假想時(shí)間 .?????,所以 ，滿(mǎn)足要求2240,7tzjIItzjxI? 隔離開(kāi)關(guān)牽引變壓器 110kV 隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)選擇如下：○ 1工作點(diǎn)的線路額定電壓為： ,三相短路電流穩(wěn)態(tài)值為：10gUkV??最大負(fù)荷電流為： A?根據(jù)上面數(shù)據(jù)和表 6—1 的條件，以及附錄可選擇的隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)為： 型的隔離開(kāi)關(guān)410/3GWDA?W校驗(yàn)隔離開(kāi)關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定性：隔離開(kāi)關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定電流峰值 ，所以 滿(mǎn)足要求50dwikA???校驗(yàn)隔離開(kāi)關(guān)的熱穩(wěn)定性：隔離開(kāi)關(guān)的熱穩(wěn)定電流 ，隔離開(kāi)關(guān)的試驗(yàn)時(shí)間2tI =4ts假想時(shí)間 ?????,所以 ，滿(mǎn)足要求22160,38tzjII2tzjxI?16牽引主變壓器 隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)選擇如下：○ 2工作點(diǎn)的線路額定電壓為： ,三相短路電流穩(wěn)態(tài)值為：??最大負(fù)荷電流為： 310max.. A?根據(jù)上面數(shù)據(jù)和表 6—1 的條件,以及附錄可選擇的隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)為：?校驗(yàn)隔離開(kāi)關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定性：隔離開(kāi)關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定電流峰值 ，所以 滿(mǎn)足要求80dwikA???校驗(yàn)隔離開(kāi)關(guān)的熱穩(wěn)定性：隔離開(kāi)關(guān)的熱穩(wěn)定電流 ， =4ts假想時(shí)間 s?????,所以 ，滿(mǎn)足要求22396,?電力變壓器 隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)選擇如下：○ 3工作點(diǎn)的線路額定電壓為： ,三相短路電流穩(wěn)態(tài)值為：??最大負(fù)荷電流為： ?根據(jù)上面數(shù)據(jù)和表 6—1 的條件，以及附錄可選擇的隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)為：?校驗(yàn)隔離開(kāi)關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定性：隔離開(kāi)關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定電流峰值 ，所以 滿(mǎn)足要求50dwikA???校驗(yàn)隔離開(kāi)關(guān)的熱穩(wěn)定性：隔離開(kāi)關(guān)的熱穩(wěn)定電流 ，隔離開(kāi)關(guān)的試驗(yàn)時(shí)間2tI =4ts假想時(shí)間 ?????,所以 ，滿(mǎn)足要求22160,341tzjII2tzjxI?電力變壓器 10kV 隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)選擇如下：○ 4工作點(diǎn)的線路額定電壓為： ,三相短路電流穩(wěn)態(tài)值為：0gUkV??最大負(fù)荷電流為： ?17根據(jù)上面數(shù)據(jù)和表 6—1 的條件，以及附錄可選擇的隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)為：210/GNkVA?校驗(yàn)隔離開(kāi)關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定性：隔離開(kāi)關(guān)的動(dòng)穩(wěn)定電流峰值 ，所以 滿(mǎn)足要求80dwikA???校驗(yàn)隔離開(kāi)關(guān)的熱穩(wěn)定性：隔離開(kāi)關(guān)的熱穩(wěn)定電流 ，隔離開(kāi)關(guān)的試驗(yàn)時(shí)間4tI =4ts假想時(shí)間 ?????,所以 ，滿(mǎn)足要求22640,17tzjIItzjxI?選擇的開(kāi)關(guān)型號(hào)見(jiàn)下表：110kV 10kV斷路器 610/2SW?610/??隔離開(kāi)關(guān) 4/3GDA4/18第 7 節(jié) 室內(nèi)外母線選型及校驗(yàn)配電裝置中的匯流母線按工作條件可分為室內(nèi)和室外，對(duì)于室外安裝的母線受自然條件的影響較大，且室外配電裝置的跨距大，要求由足夠的機(jī)械強(qiáng)度，但室外母線的散熱條件較室內(nèi)要好。各種母線都要求有良好的導(dǎo)電性，以減少電能損耗。我國(guó)主要采用的是鋁制、鋁合金及鋼鋁導(dǎo)線材料。考慮施工安裝的條件，室外配電裝置一般采用圓形鋁絞線或鋼芯鋁絞線的軟母線，室內(nèi)采用矩形截面的硬母線，因這種截面的母線在交流電下的集膚效應(yīng)較小，散熱較好，施工安裝方便。這次母線選擇的基本數(shù)據(jù)見(jiàn)下：室外母線110kV 進(jìn)線側(cè)、進(jìn)入高壓室的 進(jìn)線側(cè)、從高壓室出來(lái)的 饋線側(cè)、10kV饋線側(cè)的母線均為軟母線。室內(nèi)母線高壓室內(nèi) 硬母線長(zhǎng)度 l＝2022mm； 相間距 a＝600mm 高壓室內(nèi) 10kV 硬母線長(zhǎng)度 l＝1200mm； 相間距 a＝250mm 軟母線進(jìn)行選型、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。硬母線進(jìn)行選型、熱穩(wěn)定及動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。表 7－1選擇 校驗(yàn)導(dǎo)線名稱(chēng) 按導(dǎo)線長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇動(dòng)穩(wěn)定 熱穩(wěn)定母線及短導(dǎo)線 √ ―― √ √普通導(dǎo)線 ―― √ ―― √ 室外母線選型及校驗(yàn)室外 110kV 進(jìn)線側(cè)為軟母線。母線最大工作電流按變壓器過(guò)載 倍考慮，由前面○ 1計(jì)算知： ?根據(jù) ，可知選擇 的鋼芯鋁絞線滿(mǎn)足要求。u?50LGJ校驗(yàn)?zāi)妇€熱穩(wěn)定性：，minzIjxfCStk?其中 —熱穩(wěn)定系數(shù)取為 99—肌膚效應(yīng)系數(shù)，取 1fk則根據(jù)前面的 ,可得 ，,???所以選擇 鋼芯鋁絞線2LGJ19室外 進(jìn)線側(cè)為軟母線。母線最大工作電流按變壓器過(guò)載 倍考慮，由前○ 2面計(jì)